(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤基礎工事における本施工の前に行う仮設工事での削孔工事に用いる削孔用注入液であって、廃生コンクリートからのスラッジ微粉とベントナイトとからなり、前記スラッジ微粉の粉末度が、ブレーン値で５０００〜１５０００ｃｍ２／ｇであり、前記スラッジ粉とベントナイトとの割合が、スラッジ粉１００重量部に対し、ベントナイトが８〜２０重量部である注入液用組成物１００重量部に対し、水を４００〜６５０重量部添加してなることを特徴とする削孔用注入液。
【請求項２】
上記仮設工事が、先行削孔と本削孔によるソイル柱列連続壁の構築施工における先行削孔であることを特徴とする請求項１に記載の削孔用注入液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤基礎工事における本施工の前に行う仮設工事での、削孔用注入液に所定の強度が要求されない削孔工事に用いる削孔用注入液に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市部の中大深度地下を建設する際の土留め・止水等のために、従来からソイルセメント柱列によるソイル柱列連続壁が構築されている。このソイル柱列連続壁は、アースオーガー等による掘削時にアースオーガー先端からセメントミルク等の注入液を注入し掘削土と撹拌してソイルセメントの柱体を地中に構築する際、かかる柱体を重ね合わせて施工し柱列壁としたものである。
【０００３】
掘削は、３軸オーガーや５軸オーガー等の多軸オーガーを用いて行われるが、掘削する地盤がＮ値５０以上の非常に密に締まった土質である場合や大深度施工を行う場合は、アースオーガーのモータに過度の負担がかかるのを防止したり、アースオーガーのロッドのブレを防止して精度の高いソイル柱列連続壁を構築するために、先ず、対象地盤に一定間隔で単軸オーガーによる先行削孔を行ってガイド孔を作製し、その後、多軸オーガーにより本削孔を行うことが従来からなされている。そして、この先行削孔する際の注入液として、セメント系懸濁液が用いられている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、セメントとベントナイトと水との混合による注入液が記載されている。また、特許文献２には、高炉セメントＢ種等のセメントとベントナイトとアルカリ性無機アルカリ金属塩の中から選ばれる１つ又は２つ以上の流動化剤の助剤と水とからなる注入液が記載されている。
【０００５】
また、上記先行削孔以外でも、地盤基礎工事における本施工の前に行う各種仮設工事での削孔工事でセメント系の注入液が使用されている。仮設工事は、例えば、仮設土留め壁体の形成工事、構台杭の施工、ロックオーガー施工、Ｈ鋼親杭などである。前記注入液は、削孔抵抗を低減し孔壁保護の役目を果たすが、所定の強度は要求されない。
【０００６】
一方、生コンクリート製造工場やコンクリート製品工場で発生する廃生コンクリートからのスラッジ（生コンスラッジ）の処理に苦慮しており、種々の再利用方法が検討されている。その中の一つとして注入材としての再利用がある。
【０００７】
例えば、特許文献３には、セメントとスラッジ懸濁液からなるセメント系泥水が記載されている。また、特許文献４には、生コンスラッジとベントナイト等の可塑材からなる可塑性注入材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４５５０７９２号公報
【特許文献２】特開２００９−２６４０４８号公報
【特許文献３】特許第３３１２７８０号公報
【特許文献４】特開２００６−２７４７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１、特許文献２に記載されるようなセメントとベントナイトを主体とした従来の削孔用注入液では、ベントナイトの量を多くしないと注入液に適度な粘性が得られずブリージング水が多くなり掘削孔の孔壁保護が十分図れない。ベントナイト量を多くすると必要強度の確保が難しくなり、また、建設残土の発生量が多くなる。
【００１０】
本願発明は、上述のような課題の解決を図ったものであり、地盤基礎工事における本施工の前に行う仮設工事での、削孔用注入液に所定の強度が要求されない削孔工事に用いる従来より少ないベントナイト量でもブリージング水の発生量が従来より少ない削孔用注入液を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明の削孔用注入液は、地盤基礎工事における本施工の前に行う仮設工事での削孔工事に用いる削孔用注入液であって、廃生コンクリートからのスラッジ微粉とベントナイトとからなり、前記スラッジ微粉の粉末度が、ブレーン値で５０００〜１５０００ｃｍ２／ｇであり、前記スラッジ粉とベントナイトとの割合が、スラッジ粉１００重量部に対し、ベントナイトが８〜２０重量部である注入液用組成物１００重量部に対し、水を４００〜６５０重量部添加してなることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の注入液用組成物は、地盤基礎工事における本施工の前に行う仮設工事での削孔工事に用いる。本発明で言う「仮設工事」とは、地盤基礎工事における本施工の前に行う削孔工事を含む工事であって、該削孔工事に用いる削孔用注入液に所定の強度が要求されないすべての工事を言う。例えば、仮設土留め壁体の形成工事、構台杭の施工、ロックオーガー施工、Ｈ鋼親杭などである。これらの工事では削孔用注入液は孔壁を保護できる程度に固化すればよく、所定の強度は要求されない。
【００１３】
本発明の注入液用組成物は、スラッジ微粉とベントナイトとからなる。
スラッジ微粉は、例えば、生コンクリート製造工場やコンクリート製品工場での製造装置等に付着した生コンクリートを洗浄した洗浄水から骨材を除去し脱水した脱水ケーキを破砕乾燥したもの、生コントラックからの戻りコンクリートから回収したスラッジ脱水ケーキを破砕乾燥したものである。なお、「微粉」とは、ブレーン値４０００ｃｍ２／ｇ以上のものをいう。このスラッジ微粉は注入液の粘性向上と強度に寄与する。
【００１４】
ベントナイトは、従来から掘削工事に用いられているものであればよく、特に限定されない。ベントナイトは可塑材であり、注入液の粘性向上に寄与するが、上記の通り、従来から用いられていたセメントに代えてスラッジ微粉を用いることにより粘性向上が図れるので、ベントナイト量は従来より少なくて済む。
【００１６】
本発明の削孔用注入液は、先行削孔と本削孔によるソイル柱列連続壁の構築施工における先行削孔での削孔用注入液に用いるのが好ましい。それによって、良好な先行削孔が行えるので、強固なソイル柱列連続壁が得易くなる。
【００１８】
スラッジ微粉の粉末度は、ブレーン値で５０００〜１５０００ｃｍ２／ｇが好ましい。５０００ｃｍ２／ｇ未満のものは、スラッジの組成によってはフリージング水の低減効果や強度確保が難しくなるおそれがある。１５０００ｃｍ２／ｇを超えるものは、取り扱い難くなったり製造コストが高くなったりする。
【００２０】
スラッジ粉とベントナイトとの割合は、スラッジ粉１００重量部に対しベントナイトが８〜２０重量部であるのが好ましい。８重量部未満では、十分な粘性が得られずブリージング量を低減することができなくなるおそれが生ずる。２０重量部を超えると、十分な強度を確保できなかったり建設残土の発生量が多くなったりする。
【００２２】
本発明の削孔用注入液は、上述の注入液用組成物１００重量部に対し、水は４００〜６５０重量部であるのが好ましい。４００重量部未満では、十分な流動性が得られない。６５０重量部を超えると、ブリージング水量が増えてしまう。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の削孔用注入液によれば、ベントナイト量の使用量を低減できるので建設残土の発生量を抑制できる。また、適度な粘性と強度発現のある好適な削孔用注入液が簡便に得られる。
【００２４】
また、処理に苦慮していた生コンクリート製造工場やコンクリート製品工場で発生する廃生コンクリートからのスラッジ微粉を再利用するので、環境負荷低減にも寄与する。
【００２５】
また、上記本発明の削孔用注入液によれば、ブリージング水を低減できるので良好なガイド孔得られ、本削孔等の本施工を確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】先行削孔フローチャートを示す図である。
【図２】先行削孔のパターン例を示す図である。
【図３】ロックオーガー施工のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、より詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００２８】
Ａ．削孔用注入液
＜使用材料＞
本発明の削孔用注入液は、生コンクリート製造工場やコンクリート製品工場で発生する廃生コンクリートからのスラッジ微粉とベントナイト（注入液用組成物）に水を添加してなる。これらの配合割合は、上述の通り、スラッジ粉とベントナイトとの割合はスラッジ粉１００重量部に対しベントナイトが８〜２０重量部、水の添加量は前記注入液用組成物１００重量部に対し４００〜６５０重量部であるのが好ましい。
【００２９】
(1)スラッジ微粉
スラッジ微粉は特に限定されないが、ブレーン値で５０００〜１５０００ｃｍ２／ｇのものが好ましい。また、普通ポルトランドセメントによる普通コンクリートからのものが好ましい。
【００３０】
また、中でも特許第４４７２７７６号に記載される水和反応が未進行のセメント分が高いコンクリートスラッジ微粉末はより好ましい。この微粉末は、少なくとも酸化カルシウムを４５〜６５質量％、二酸化珪素を１５〜３０質量％含み、ブレーン値が４０００〜１５０００ｃｍ２／ｇで密度が２．７ｇ／ｃｍ３以上である。
【００３１】
この微粉末は、戻りコンクリート、あるいは、レディミクストコンクリート工場から発生する洗浄廃水であるスラリー状被処理物から骨材を分離・除去処理して含水率が２５〜４５質量％の脱水ケーキを得る処理工程と、脱水ケーキを横型の回転ドラムに設けられている破砕撹拌翼により破砕しながら前記回転ドラムに１００〜１４０℃の熱風を吹き込んで乾燥する破砕・乾燥工程とにより得られる。
【００３２】
(2)ベントナイト
ベントナイトは、海底・湖底に堆積した火山灰や溶岩が変質することで出来上がった、モンモリロナイトを主成分とし他に石英、雲母、長石等を含む粘土鉱物の一種で、膨潤性、増粘性、懸濁安定性、陽イオン交換性、チクソトロピー性等の特性を有する。そのため様々な分野で使用されており、掘削工事でも掘削泥水として従来から使用されている。
【００３３】
本発明のベントナイトは、従来から掘削工事に用いられているものであればよく、特に限定されない。増粘性の高いものであれば、更に使用量を減らすことができるので好ましい。
【００３４】
(3)水
水は、従来からセメント系注入液に用いられているものであれば、特に限定されない。
【００３５】
＜製造＞
本発明の削孔用注入液も、従来のセメントとベントナイトと水からなる削孔用注入液と同様にして製造される。
【００３６】
＜性能＞
本発明の注入液用組成物について、ブリージング性能と強度性能を測定した。スラッジ微粉は三和石産株式会社の「スラパウダー」を用い、ベントナイトはクニミネ工業株式会社の「アースゲル」を用いた。また、ブリージング測定はＪＳＣＥ−Ｆ５２２−１９９９により、一軸圧縮強度測定はJISA1216により行った。比較として従来のセメント（高炉セメントＢ種）を用いたものについても同様に行った。配合割合と測定結果を表１と表２に示す。
【００３７】
【表１】
0005767815.tif 000002
【００３８】
【表２】
0005767815.tif 000003
【００３９】
上記表１からわかるように、本発明の注入液用組成物を用いれば、ベントナイトの使用量やブリージングの発生量を低減できる。また、上記表２に示すように、従来のセメントを用いた場合と比べ強度は劣るものの、本発明の注入液用組成物を用いても十分実用的強度を有する削孔用注入液が得られる。
【００４０】
Ｂ．先行削孔施工
次に、地盤基礎工事における本施工の前に行う仮設工事での、削孔用注入液に所定の強度が要求されない削孔工事での実施例の一つとして、上記本発明の削孔用注入液を用いたソイル柱列連続壁の構築施工における先行削孔施工例の概要を、図１の先行削孔フローチャートと図２の先行削孔パターンに基づき示す。先行削孔施工は、従来通りの方法で行う。
【００４１】
(1)ベースマシンの据付け
削孔は単軸のオーガースクリューで行う。予め、ソイル柱列壁位置の墨を出し、定規を設置し、ソイル芯の割り付けをする。ガイド定規マーキングと削孔軸を合せ、削孔芯・通り方向の確認後、アウトリガジャッキを張り出す。
【００４２】
(2)先行削孔用注入液の準備
本発明の上記削孔用注入液による先行削孔用注入液を製造する。製造は、工場より納入された本発明の上記注入液用組成物を一旦サイロ等に貯蓄し、必要数量をミキシングプラントで水、その他と混練する。
【００４３】
(3)先行削孔用注入液の圧送
ミキシングプラントより先行削孔用注入液は圧送ポンプにてオーガースクリュー上部に供給され、スクリューヘッドに迄圧送される。
【００４４】
(4)削孔
ヘッド部を予め割りつけられた削孔位置に合わせた後、ヘッド先端より先行削孔用注入液を吐出し、現位置土と混練しながら所定の深度まで掘削する。先行削孔用注入液の吐出量は、削孔速度に合わせる。先行削孔用注入液を注入することによって孔壁が保護される。
【００４５】
掘削は、オーガー電流値に注意しながら、オーガーに過度の負担をかけないようにして掘削する。掘削長の確認は運転席内深度計、又は、オーガースクリューかリーダーに前もってつけたマーキング等により行う。削孔時の発生土はバックホウにて随時ピットに取り除く。
【００４６】
(5)引き上げ注入
所定深度到達後は、オーガースクリューを逆転させ、孔壁の崩壊防止と杭穴の沈下防止の為、本発明の先行削孔用注入液を吐出しながら引き上げる。なお、引き上げ時は、オーガースクリュー表面等に付着した泥土をハイウェッシャーで洗浄しながら引き揚げを行う。
【００４７】
(6)掘削完了、次箇所にベースマシンを移動
一箇所の先行削孔を完了したら、ベースマシンを次箇所に移動してセットし、上記と同様にして先孔削孔を繰り返す。
【００４８】
図２に先行削孔のパターン例を示す。中塗りの丸は先行削孔の孔を示し白丸は本削孔の孔を示す。数字は先行削孔の削孔順を示す。図に示すように、まず、一定の間隔で先行孔（No.1,2,3）を削孔した後、その間に後行孔（No.4,5）を削孔する。
【００４９】
このようにして先行削孔し、硬質地盤の削孔部分を部分的に周囲地盤より軟らかくすることで、多軸オーガースクリューによる本削孔がスムーズになるので、良好なソイル柱列壁（ソイル連続壁）が構築できる。
【００５０】
Ｃ．ロックオーガー施工
次に、地盤基礎工事における本施工の前に行う障害撤去工事での、削孔用注入液に所定の強度が要求されない削孔工事での実施例の他の一つとして、ソイル工事、構台杭、棚杭、Ｈ鋼親杭の前に行う上記本発明の削孔用注入液を用いたロックオーガー施工例の概要を、図３のロックオーガー施工フローチャートに基づき示す。削孔施工は従来と変わらない。
【００５１】
(1)杭打機組立
３点式杭打機を組立てこれに２軸同軸式減速機（ロックオーガー）を装着する。このロックオーガーにケーシングとスクリューを装着する。
【００５２】
(2)削孔用注入液の準備
本発明の上記削孔用注入液による削孔用注入液を製造する。製造は、工場より納入された本発明の上記注入液用組成物を一旦サイロ等に貯蓄し、必要数量をミキシングプラントで水、その他と混練する。
【００５３】
(3)センター合わせ
杭芯、リーダー垂直等を確認し、ロック芯を各施工杭の芯に合わせる。
【００５４】
(4)削孔用注入液の圧送
ミキシングプラントより削孔用注入液は圧送ポンプにてオーガースクリュー上部に供給され、スクリューヘッドに迄圧送される。
【００５５】
(5)障害物の破砕
既存地下構造物の山留めと干渉する部分を、削孔用注入液を吐出しつつロックオーガーで破砕する。破砕は、ケーシングとスクリュー先端のビットが互いに逆回転することによりなされる。
【００５６】
(6)ロックオーガー引上げ
障害の撤去が終了したら、削孔用注入液を送りながらケーシング、スクリューを引き上げる。粉砕されたガラ混じりの泥土、鉄筋はスクリューの回転によりケーシングの穴から排出される。引き上げ後の掘削孔は削孔用注入液で充填することにより、孔壁の崩壊を防止する。
【００５７】
(7)発生泥土、コンクリートガラ、鉄筋等の処理
発生した泥土、コンクリートガラ、鉄筋等は一時貯蓄後、産業廃棄物として処分する。
【００５８】
(8)次の位置へ移動
機材を次の位置に移動し、上記工程を同様に繰り返す。
【００５９】
以上、本発明の削孔用注入液を用いた仮設工事での施工例を２つ示したが、これらの他、構台杭等の仮設工事でも本発明の削孔用注入液は使用できる。各仮設工事での施工方法は従来と同じであり、単に従来から用いられていたセメントミルク等の注入液を本発明の削孔用注入液に代えて行えばよい。なお、削孔地盤により、スラッジ微粉とベントナイトとの割合、本発明の注入液用組成物の量、本発明の削孔用注入液の量を適宜増減させて用いる。
【図１】
0005767815.tif 000004
【図２】
0005767815.tif 000005
【図３】
0005767815.tif 000006